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基于LPV建模与鲁棒控制的CPT系统输出电压波动抑制方法
Output Voltage Fluctuation Mitigation of CPT based on LPV Modeling and Robust Control
Gang Yang · Zhifan Li · Pan Sun · Xusheng Wu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
本文研究了一种基于线性参数变化(LPV)模型的电容式无线功率传输(CPT)系统输出电压波动抑制方法,该系统采用串联Buck变换器并在互电容变化条件下运行。利用LPV模型描述输入电压波动下Buck变换器的动态特性,并结合归一化既约因子(NCF)方法设计鲁棒控制器,以保证系统稳定性和动态性能。实验结果表明,所提方法在不同扰动频率和负载条件下均能实现快速电压调节并维持输出电压稳定,验证了控制策略的鲁棒性与适应性,为提升CPT系统性能提供了可靠解决方案。
解读: 该LPV鲁棒控制技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。文中针对输入电压波动的Buck变换器控制策略可直接应用于ST系列储能变流器的DC/DC环节,提升电网波动下的母线电压稳定性;LPV建模方法能有效处理储能系统SOC变化、温度漂移等参数时变特性,增强PowerTitan系统的全工况适应性。对...
基于可重构有机光伏器件的视觉突触
Visual synapse based on reconfigurable organic photovoltaic cell
Xiangrong Pu1Fan Shu2Qifan Wang1Gang Liu2Zhang Zhang1 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
受大脑分层协同处理视觉信息的启发,本文利用PM6:Y6体系优异的光响应特性,构建了一种垂直结构的光可调有机忆阻器,系统研究了其阻变特性、光电探测能力及光突触行为模拟。该器件实现了稳定的渐进式电阻调控,成功模拟了电压控制的长时程增强/抑制(LTP/LTD)及多种光电协同调节的突触可塑性,并仿真实现了人类视觉神经系统的图像感知与识别功能。以非易失性Au/PM6:Y6/ITO忆阻器作为人工突触与神经元模型,构建了分层协同处理的SLP-CNN级联神经网络,利用其线性可调光电导特性实现网络权重更新,图像识...
解读: 该有机光伏忆阻器技术为阳光电源智能运维系统提供创新思路。其光电协同突触可塑性机制可应用于iSolarCloud平台的边缘智能诊断:利用光伏组件自身光响应特性实现分布式故障识别,无需额外传感器。分层协同SLP-CNN架构可优化ST储能系统的BMS电池状态预测,通过模拟神经突触的渐进式权重调节实现自适应...
重离子辐照导致碳化硅二极管性能退化及灾难性烧毁机制研究
Investigation of heavy-ion induced degradation and catastrophic burnout mechanism in SiC diode
Hong Zhang · Chao Penga · Teng Maa · Zhan-Gang Zhang 等7人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.229
采用205 MeV的Ge离子和283 MeV的I离子辐照实验与模拟方法,分析了碳化硅(SiC)二极管的单粒子漏电电流(SELC)及单粒子烧毁(SEB)机制。在两种选定重离子辐照条件下,伴随SEB现象的发生,产生了安培量级的脉冲电流。微观分析发现,SEB损伤区域覆盖阳极金属、外延层和衬底,导致器件正向和反向电学特性的破坏。当器件在200 V和300 V反向偏压下经受205 MeV Ge离子、注量为5 × 10^6 n·cm^−2的辐照后,其击穿电压分别退化了70%和82%。SELC器件的阳极接触处...
解读: 该SiC二极管重离子辐照失效机理研究对阳光电源功率器件可靠性设计具有重要参考价值。研究揭示的单粒子烧毁(SEB)机制和阳极接触失效模式,可指导ST系列储能变流器、SG光伏逆变器及电动汽车驱动系统中SiC器件的热管理优化和抗辐照加固设计。特别是阳极金属-外延层界面的温度应力分析,可用于改进三电平拓扑中...
识别最大频率变化率及其影响
Identifying the Largest RoCoF and Its Implications
Licheng Wang · Jun Ren · Gang Huang · Luochen Xie 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年10月
频率变化率(RoCoF)是保障低惯量电力系统频率安全的关键指标。现有基于聚合频率模型的惯量优化调度方法难以反映故障后系统各区域频率动态的差异,尤其在惯量分布不均时,局部母线的RoCoF可能显著高于聚合模型预测值。本文基于扩展直流潮流方程及同步机扰动后转子角度瞬时不变特性,推导了节点级RoCoF模型,并严格证明最大初始RoCoF必出现在含惯量的母线上。该结论与所提模型共同构建了形式简洁且凸化的最优节点惯量调度方法,仿真验证了其在不同场景下两典型互联系统中的有效性。
解读: 该节点级RoCoF模型对阳光电源储能系统和构网型控制技术具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中,可基于该模型优化虚拟惯量的空间分布策略,避免传统聚合模型导致的局部母线RoCoF超限风险。该研究提出的凸优化惯量调度方法可直接集成到iSolarCloud云平台的能量管...
一种用于提高功率放大器容量利用率的非线性地质勘探电磁法多频谱阻抗匹配方法
A Multiple Frequency Spectrum Impedance Matching Method of Nonlinear Geological Surveying Electromagnetic Method for Power Amplifier Capacity Utilization Enhancement
Ying Pang · Xinhao Zhang · Gang Li · Man-Chung Wong 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
本文提出一种多频谱阻抗匹配方法,将阻抗匹配技术的应用范围从线性正弦电压拓展至地质勘探电磁法中的非线性电压环境。首先分析发射机、天线与负载的阻抗特性;其次,基于不同匹配连接方式的影响,提出适用于非线性功率放大器的非线性多频谱阻抗匹配拓扑(NMIM);进而设计优化参数及基于负载识别的控制策略以提升匹配性能;最后通过动态硬件实验验证了该方法及其控制策略的有效性。结果表明,NMIM可动态匹配天线与负载阻抗,使放大器发射电流幅值提升逾21%,功率容量利用率平均提高37%以上,较传统方法至少提升12%。
解读: 该多频谱阻抗匹配技术对阳光电源功率变换系统具有重要借鉴价值。其核心思想可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的功率级优化:通过动态阻抗匹配提升功率器件利用率,降低过设计冗余。特别是在储能系统多工况运行(充放电切换、功率因数调节)和光伏逆变器宽输入电压范围工作时,该方法的负载识别与动态匹配策略可提升功...
混合光伏-热电系统在可再生能源中的进展与挑战
Advances and challenges in hybrid photovoltaic-thermoelectric systems for renewable energy
Raza Moshwan · Xiao-Lei Shi · Min Zhang · Yicheng Yu 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380
将热电发电机(TEGs)与光伏(PV)器件相结合,是一种有效提升光伏电池发电能力的策略,从而显著促进太阳能的广泛应用。通过同时利用太阳光中的光子能量和热能,该集成方式能够最大化能量捕获,提高整个系统的整体效率,进而推动太阳能发电的可行性与规模化发展。本文及时综述了混合光伏-热电发电机(PV-TEG)技术在基础原理、热阻、接触电阻和负载电阻对性能的影响、多种集成方案(如结合光谱分束器、相变材料及热力系统的混合PV-TEG系统)、热管理、可行性分析以及经济与环境影响、长期效率提升等方面的最新进展与面...
解读: 该PV-TEG混合发电技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有重要启示价值。热电联合发电可提升组件侧能量利用率,与SG系列逆变器的MPPT优化技术形成协同:通过精准追踪光伏-热电双模式功率点,配合三电平拓扑降低损耗,可进一步提升系统效率。该技术的热管理方案可为PowerTitan储能系统的温控设计提供参考...
协同分布对齐神经网络用于高性能变流器故障定位
Synergetic Distribution Align Neural Network for High-Performance Power Converters Fault Location
Wu Fan · Qiu Gen · Zhang Gang · Sheng Hanming 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
基于深度学习的数据驱动方法在变流器故障诊断中表现优异,但普遍存在依赖故障样本、精度与鲁棒性不足的问题,限制了其在工业系统中的应用。本文提出一种小样本学习理论,通过共享特征提取器实现严格的跨域特征分布对齐,以同时获取域不变性与故障判别性特征,从而提升诊断性能。基于该理论,设计了一种具有嵌入式结构和参数分离训练机制的渐近特征分布对齐神经网络。该结构通过多层渐近特征约束实现严格分布对齐,并结合渐近损失函数提升训练稳定性。在多种变流器上的实验表明,即使在零样本条件下,该方法仍能准确识别多个开路故障位置,...
解读: 该协同分布对齐神经网络技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的智能运维具有重要应用价值。其零样本/小样本学习能力可解决工业现场故障数据稀缺问题,直接应用于iSolarCloud云平台的预测性维护模块。针对IGBT/SiC功率模块开路故障的精准定位能力,可显著提升PowerTitan大型...
基于重力储能应对长期可再生能源不确定性下的离网式绿色氨系统灵活设计与运行
Flexible design and operation of off-grid green ammonia systems with gravity energy storage under long-term renewable power uncertainty
Jiahui Zhou · Bing Tong · Haiming Wang · Gang Xu 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388
摘要 传统的氨生产过程严重依赖化石燃料,因此迫切需要重新设计合成工艺,以减少温室气体排放并应对资源枯竭的挑战。利用可再生能源驱动的离网式氨合成提供了一条可行的路径,可用于生产无碳氨。然而,离网式绿色氨工厂面临的一个重大挑战是在间歇性和不可预测的风能与光伏电力条件下,确保相对缺乏灵活性的氨合成单元的可靠运行。为应对这一挑战,本研究提出了一种新型的离网式绿色氨系统以及针对氨合成的离散多稳态灵活控制策略。首次将重力储能技术集成到大规模绿色氨项目中,以在有限的灵活运行能力下保障氨合成反应器的持续供电。所...
解读: 该离网绿氨系统研究对阳光电源储能业务具有重要战略价值。文中提出的重力储能与光伏风电协同方案,可与我司PowerTitan储能系统及ST系列PCS形成互补配置,解决氨合成装置在间歇性可再生能源下的连续供电难题。其多稳态柔性控制策略可借鉴至我司GFM/VSG控制技术,优化离网场景下的功率调度算法。基于C...
基于直流互联的农村配电网交流/直流电压裕度协同控制
Cooperative AC/DC Voltage Margin Control for Mitigating Voltage Violation of Rural Distribution Networks With Interconnected DC Link
Jianwen Zhang · Yedi Ji · Jianqiao Zhou · Yajun Jia 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年1月
针对高比例分布式电源接入导致农村低压配电网馈线公共耦合点出现电压越限的问题,利用大容量、低损耗的直流互联实现跨区域功率与电压调节。现有基于通信的方案成本高,而无通信方案如电压一致性方法易造成较大功率损耗。本文提出一种无需通信的交流/直流电压裕度协同控制策略,以直流电压为媒介协调各馈线末端电压源型换流器与储能系统,抑制电压越限。通过合理设置交直流电压阈值,避免不必要的馈线间功率交互,降低损耗。仿真验证了该策略的可行性与有效性。
解读: 该无通信电压裕度协同控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的交直流电压裕度协同控制策略,可直接应用于农村配电网场景下的储能系统VSC控制算法优化,通过直流母线电压作为协调媒介,实现多馈线储能系统的无通信协同控制,有效降低通信成本。该方案与阳光...
基于人工表面等离激元的小型化高共模抑制平衡式滤波功分器
Compact Balanced Filtering Power Divider With High Common Mode Suppression Level Using Spoof Surface Plasmon Polaritons
Yi Song · Jiehao Yu · Qian Yang · Mengran Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年1月
本文基于类表面等离子体激元(SSPPs)提出了一种具有可控截止频率的紧凑型超宽带平衡滤波功分器(FPD)。首先,为实现尺寸小型化,采用工字形微带结构设计了一种紧凑型 SSPP 单元,并对其色散特性进行了分析。其次,利用微带 - 槽线(MTS)过渡馈电结构和 T 形槽线结构设计了一种具有高共模(CM)抑制水平的平衡高通功分器(PD)。MTS 过渡馈电结构实现了差模(DM)高通响应和高共模抑制水平,T 形槽线结构实现了功率分配功能。然后,将平衡高通 PD 与低通 SSPP 结构相结合,设计了一款中心...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于仿表面等离激元(SSPP)的平衡滤波功分器技术在电磁兼容和信号处理层面具有一定的参考价值,但与公司核心业务的直接关联度有限。 该技术的核心创新在于通过I型微带结构实现小型化设计,并利用微带-槽线转换和T型槽线结构实现差模高通响应和高达35dB的共模抑制。对于阳光电...
基于叠层功率模块的容量可扩展级联多电平储能系统
A Capacity-Expandable Cascaded Multilevel Energy Storage System Based on Laminated Power Modules
Jianwen Zhang · Xilian Huang · Jianqiao Zhou · Xinming Fan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
在集中式风电和光伏发电的大规模开发中,解决其随机性、波动性和间歇性问题对电网至关重要。部署大容量储能系统是一种有效解决方案。当前的大容量功率变换系统(PCS)包括低压并联和中压串联扩展两种方式。低压并联方法虽简单,但在大型应用的多机并联运行方面面临挑战。此外,它还需要使用工频变压器进行电压变换,导致成本高、占地面积大且效率较低。相比之下,中压串联扩展方式主要采用级联 H 桥储能系统(CHB - ESS),具有诸多优势。在该系统中,电池并联连接到子模块的直流母线。H 桥子模块的串联形成中压接口,可...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看,这项基于叠层功率模块的级联多电平储能技术具有重要的战略价值。该技术针对大规模集中式风光发电并网的核心痛点,提出了容量可扩展的CHB-ESS改进方案,与我司在大容量储能PCS领域的技术路线高度契合。 该技术的核心创新在于通过叠层功率模块实现单机容量翻倍,这直接解决了当...
用于发电、储能与调峰的综合能源系统热力学与经济性分析
Thermodynamics and economic analysis of integrated energy system for power generation, energy storage, and peak regulation
Shilong Wanga · Gang Zhoub · Sunwen Xiaa · Hao Qiua 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342
摘要 当前全球能源格局正在经历重大变革。传统能源的高消耗不仅导致资源迅速枯竭,还引发了一系列环境问题。因此,可再生和清洁能源正受到全球越来越多的关注。本文提出一种集发电、储能与削峰填谷功能于一体的综合能源系统。该系统利用太阳能热能以及需要消纳的可再生电力,将太阳能以熔盐形式储存后,供给超临界二氧化碳(sCO₂)循环系统进行发电。同时,系统利用CO₂和H₂合成甲醇,实现能量存储。在用电高峰时段,燃气-蒸汽联合循环(GTCC)以甲醇为燃料进行发电。该过程产生的烟气经烟气处理单元处理后,捕集其中的CO...
解读: 该综合能源系统对阳光电源储能及光伏产品具有重要参考价值。系统采用的光热-熔盐储能与sCO2发电技术可与我司ST系列PCS及PowerTitan储能系统形成互补方案,提升新能源消纳能力。电解制氢-甲醇合成的化学储能路径为长时储能提供新思路,可拓展我司储能产品应用场景。系统实现的削峰填谷功能与我司GFM...